• 제목/요약/키워드: 경계층제어

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음속 이차유동 분출시 나타나는 초음속 노즐 내부 유동장에 관한 연구 (Study of Flowfield of the Interaction of Secondary Sonic Jet into a Supersonic Nozzle)

  • 고현;이열;윤웅섭
    • 한국추진공학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.45-52
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    • 2003
  • 원추형 초음속 노즐 확산부에 이차유동이 음속으로 분출될 때 나타나는 노즐 내부 유동장에 대한 수치적 연구가 이루어졌다. 대수-난류모델과 $\kappa$-$\varepsilon$ 모델을 사용한 레이놀즈-평균 Navier-Stokes 방정식을 계산함으로서 노즐 내부에서 나타나는 충격파와 경계층의 간섭에 의한 3 차원 유동장을 해석하였다. 얻어진 수치해석의 결과는 동일한 조건에서 수행된 실험결과와 잘 일치하고 있음이 판명되었다. 이차유동의 분출압력 변화가 충격파와 경계층의 간섭과 함께 노즐내부 유동장 구조에 미치는 영향을 평가하였다. 아울러 충격파 간섭 후방에서 나타나는 와류유동 구조와 벽면 압력분포에 관한 정보를 얻었다.

모형선 시험을 통한 외부경계층 수직 날 배열의 저항저감효과 검증 (Verification of Drag Reduction Effect of Outer-layer Vertical Blades based on Model Test)

  • 이성훈;이인원
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.26-34
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    • 2018
  • In the present study, an experimental assessment has been made of the drag reducing efficiency of the outer-layer vertical blades, which were first devised by Hutchins(1). A detailed flow field measurements have been performed using 2-D time resolved PIV with a view to enabling the identification of drag reduction mechanism. In addition, an experimental investigation has been made of the applicability of outer-layer vertical blades to real ship model. The arrays of outer-layer vertical blades have been installed onto the flat side and flat bottom of a 300k KVLCC model. A series of towing tank test has been carried out to investigate resistance (CTM) reduction efficiency with various geometric parameters and installed places of blades. The installation of vertical blades led to the CTM reduction of 1.44~3.17% near the service speed.

화재 시뮬레이션(FDS)을 이용한 거실제연설비 개선에 관한 연구 (A Study on Improvenment of Livingroom Smoke-control System using the FDS)

  • 김미선;백은선
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제31권4호
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    • pp.26-34
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    • 2017
  • 본 논문은 거실제연설비의 인접구역 상호제연방식의 성능 확인 및 향상을 위한 논문으로써 국가화재안전기준(NFSC)과 NFPA 연기제어에 관한 규정을 비교 분석하였다. 분석방법은 화재 시뮬레이션(FDS)을 통해 모델링을 실시하여, 급기량 변화, 제연경계의 폭, 화재실내 가연물 변화, 유입공기의 풍속차이를 통해 이루어졌다. 그 결과 청결층 확보를 위해 급기량을 배출량 이하로 하였을때 화재실에서의 청결층 확보에 유리한 것으로 나타났으나 급기실에서는 급기량을 배출량 이상으로 하였을때 청결층 확보에 유리한 것으로 나타났으며, 제연경계의 폭이 길어질수록 성능 확보에 유리한 것으로 나타났다. 또한 가연물의 종류에 따라 급기량과 배출량을 고려해야 하며, 공기유입구 풍속은 급기량을 감소시킴과 동시에 공기유입구 풍속을 낮게 하므로써 화재실의 청결층 확보에 유리한 것으로 나타났다.

적응격자계를 이용한 경계층의 확산제어천이 예측 (Prediction of the Diffusion Controlled Boundary Layer Transition with an Adaptive Grid)

  • 조지룡
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.15-25
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    • 2001
  • Numerical prediction of the diffusion controlled transition in a turbine gas pass is important because it can change the local heat transfer rate over a turbine blade as much as three times. In this study, the gas flow over turbine blade is simplified to the flat plate boundary layer, and an adaptive grid scheme redistributing grid points within the computation domain is proposed with a great emphasis on the construction of the grid control function. The function is sensitized to the second invariant of the mean strain tensor, its spatial gradient, and the interaction of pressure gradient and flow deformation. The transition process is assumed to be described with a κ-ε turbulence model. An elliptic solver is employed to integrate governing equations. Numerical results show that the proposed adaptive grid scheme is very effective in obtaining grid independent numerical solution with a very low grid number. It is expected that present scheme is helpful in predicting actual flow within a turbine to improve computation efficiency.

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자기동조 경계층 범위를 갖는 적응 슬라이딩모드 제어 (Adaptive sliding mode control with self-tuning the boundary layer thickness)

  • 박재삼
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.8-14
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    • 2000
  • In this paper, three adaptive sliding mode control algorithms, which self-tune both the sliding mode gain and the boundary layer thickness, are proposed. The first algorithm uses a gain adaptation rule is combined with the boundary layer thickness adaptatioin rule to satisfy the sliding condition. In the third algorithm, the computation burden of the second algorithm is reduced further, and therefore no extra cost is required for real-time implementation. Due to the mixed sliding mode gain and the boundary layer thickness adaptation scheme, the tracking error and the chattering of the control input can be reduced greatly.

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돛새치 피부는 상어 피부처럼 마찰저항을 줄일 수 있을까? (Does the Sailfish Skin Reduce the Skin Friction Like the Shark Skin?)

  • 사공웅;김철규;최상호;전우평;최해천
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.101-104
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    • 2008
  • The sailfish is the fastest sea animal, reaching its maximum speed of 110km/h. On its skin, a number of V-shaped protrusions pointing downstream exist. Thus, in the present study, the possibility of reducing the skin friction using its shape is investigated in a turbulent boundary layer. We perform a parametric study by varying the height and width of the protrusion, the spanwise and streamwise spacings between adjacent ones, and their overall distribution pattern, respectively. Each protrusion induces a pair of streamwsie vortices, producing low and high shear stresses at its center and side locations, respectively. These vortices also interact with those induced from adjacent protrusions. As a result, the drag is either increased or unchanged for all the cases considered. In some cases, the skin friction itself is reduced but total drag including the form drag on the protrusions is larger than that of a smooth surface. Since the shape of present protrusions is similar to that used by Sirovich and Karlsson [Nature 388, 753 (1997)] where V-shaped protrusions pointing upstream were considered, we perform another set of experiments following their study. However, we do not obtain any drag reduction even with random distribution of those V-shaped protrusion.

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영구자석 동기전동기의 강인 비선형 속도제어기의 설계 및 DSP에 기반한 구현 (Design and DSP-based Implementation of Robust Nonlinear Speed Control of Permanent Magnet Synchronous Motor)

  • 백인철;김경화;윤명중
    • 전력전자학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.1-12
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    • 1999
  • 파라미터 변동이나 외란에 강인한 영구자석 동기전동기의 궤환선형화 속도제어기를 설계하고 DSP를 이용하여 실험 시스템을 구현하였다. 시스템의 상태변수에 비하여 매우 느리게 변화하는 파라미터의 추정을 위하여 MRAS를 이용한 추정방법이 MIT rule을 이용하여 유도되었다. 외란이나 시스템의 상태변수 정도의 변화를 보이는 피라미터에 대하여는 그영향이 고려된 준-선형화 비간섭 모델이 유도되었다. 이 모델을 이용하여 제어시스템의 강인성을 얻고자 경계층을 가지는 Sliding mode 제어기를 설계하고 PD 제어기를 적용한 기존의 제어기와 비교하였다. 제안된 제어 방법의 유용성은 Simulation과 DSP에 기반한 실험 시스템을 통하여 검증하였다.

슬롯 형상이 경사충격파 간섭유동의 피동제어에 미치는 영향에 관한 연구 (Effects of Slot Configurations on the Passive Control of Oblique-Shock-Interaction Flows)

  • 장성하;이열
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권12호
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    • pp.18-24
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    • 2006
  • 슬롯과 다공판을 이용한 충격파와 난류 경계층 간섭유동의 피동제어에 관한 연구가 수행되었다. 슬롯의 다양한 형상 변화가 간섭유동에 미치는 영향이 관찰되었으며, 이를 위하여 간섭유동 후방에서 피토/벽압력 분포 및 쉴리렌, 유맥선, 오일막 간섭 줄무늬 형상과 같은 유동가시화 결과 등이 얻어졌다. 유동방향의 슬롯의 경우 간섭유동 후방에서 제어되지 않은 경우와 비교하여 보다 높은 피토압력이 국소적으로 관찰되었으나, 폭방향 슬롯제어는 전체적으로 제어되지 않은 경우에 비하여 피토압력 크기에서 큰 장점을 보이지 않았다.

신경망 슬라이딩 곡면을 이용한 비선형 다변수 시스템의 제어기 설계 (Design of Controller for Nonlinear Multivariable System Using Neural Network Sliding Surface)

  • 구기준;조현섭
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권10호
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    • pp.2634-2638
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    • 2009
  • 슬라이딩 모드를 가진 가변 구조 제어(VSC)에서의 불연속적인 제어 법칙은 실제로 바람직하지 못한 떨림 현상을 발생시킨다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 신경망 슬라이딩 곡면을 갖는 VSC 구조를 제안한다. 불연속 제어 법칙을 해결하기 위해 경계층을 가진 신경망 슬라이딩 곡면이 도입된다. 제안된 제어기는 보편적인 VSC의 떨림 현상 문제를 해결할 수 있다. 제안된 제어 구조의 효과는 시뮬레이션을 통해 증명하였다.

드래그 감소를 위한 유체의 최적 엑티브 제어 및 최적화 알고리즘의 개발(2) - 개발된 기법의 검증 및 드래그 감소를 위한 유체의 최적 액티브 제어 (Optimal Active-Control & Development of Optimization Algorithm for Reduction of Drag in Flow Problems(2) - Verification of Developed Methodologies and Optimal Active-Control of Flow for Drag Reduction)

  • 박재형
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.671-680
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    • 2007
  • 본 연구의 최종 목적은 유체가 빠른 속도로 가해지는 물체의 경계면에서 흡입(suction) 혹은 방출(injection)을 통해 유체를 제어함으로 드래그(drag)를 감소하고자 하는 것이다. 그러나 유체는 대용량, 비선형성을 가지고 있어서 직접적인 해석은 물론, 최적화를 적용한다는 것은 매우 어려운 일이다. 이를 위해 우리는 새로운 알고리즘과 기법들을 개발하였다. 본 연구에서는 이 기법들에 대한 검증을 하고, 나아가 최적화 기법을 사용하여 드래그를 감소하기 위해 흡입량과 방출량을 구하였다. 그리고 이 흡입과 방출을 가할 수 있는 구멍의 수와 위치에 따른 변화를 알아보았다. 본 연구에서 개발된 알고리즘과 기법들을 사용하였을 경우, 기존에는 해결 할 수도 없었던 문제를 가능하게 만들었으며, 기존에 저자가 1차로 개발한 바 있는 방법에 비해서도 더욱 효과적이라는 것을 입증하였다. 그리고 드래그 감소라는 차원에서 본다면 흡입과 방출을 가할 수 있는 구멍의 숫자가 많을수록 효과가 높으나 그다지 많은 수를 필요로 하지 않는다는 것을 알게 되었으며, 구멍의 위치는 유체의 경계층이 분리되는 약간 아래가 가장 최적의 위치라는 것을 알게 되었다.